专利名称：有线电视hfc网络传输链路管理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有线电视网络管理技术领域，具体地说是一种用于有线电视HFC网络传输上的链路管理器。
有线电视网络迅猛发展，但网络管理却严重滞后，特别是有线电视HFC网络的安全与性能问题，长期困扰有线网络的运营管理者，目前市面上的HFC网络传输装置普遍缺乏对链路安全的主动监测功能，网络管理前端不能及时、有效防止和处理链路故障。
本实用新型的目的是提供一种能主动检测传输链路的线路和信号状态，并实时报告给网络管理前端的有线电视HFC网络传输链路管理器。
本实用新型所说的有线电视HFC网络传输链路管理器外部与前端网络管理设备之间通过光纤或同轴电缆连接，如
图1所示，各管理器之间通过同轴电缆连接，如图2所示。
前端网络管理设备通过FSK数据调制/解调器与管理器进行通信如图3所示。管理器通过FSK数据解调器和单片机接收前端网络管理设备下传的指令和数据，实现内部的数据更新、规则变化及软件升级；管理器单片机通过FSK数据调制器把自身的信息和状态检测信息上传到前端网络管理设备。
智能化的管理器包括FSK数据调制/解调器A1、CPU及外围接口电路A2、内置管理软件、链路状态取样检测电路A3，见图2。其中A1、A2都是通用电路。A3的输入信号来自通用放大器4，输出信号送A2，处理后经A1和通用放大器4送上下级干线。A3由自动传感电路、检测负载电路、FSK载波检测电路、峰值检波电路以及电压检测电路组成。
管理器对传输链路状态的检测是利用对两个传输设备之间由同轴电缆和相关设备形成的低频检测回路电压变化的检测或对RF信号幅度的检测来实现的。
当传输设备采用外供电方式时，可由前一级设备的管理器通过检测其直流工作电压来判断线路状态。原理如图4所示，用前一级干线上的管理器的检测负载电路与后一级自动传感电路结合判断，由前级在干线上向后级传送检测电压，后级自动传感电路在本级工作状态正常情况下引起检测电压变化，根据此条件来判断线路、后级工作状态，并把结论回传到前端。图5是检测此直流工作电压电路的实施例之一。它包括状态检测电压+V、状态检测端TEST、开关三级管Q、状态指示电路R1、LED，取样电路D1、R3、R2。
原理如图4所示，或者由后级的检测电压产生电路向前级馈送检测电压，前级通过CPU设定的数据检测此电压，分析数据，判断线路、后级工作状态，并把结论回传到前端。图6是检测直流工作电压电路的实施例之二。它包括状态检测端TEST、状态检测电压+V、开关管K、驱动Q、状态指示电路R4、LED、取样电路D、R3、R2。
当传输设备采用内供电工作方式时，可通过检测芯线供电电流是否正常来判断相连设备及线路是否工作在正常状态。如图4所示，用负载检测电路，通过取样电阻对芯线供电电流的取样，由CPU设定的数据检测此电流，分析数据，判断线路、后级工作状态，并把结论回传到前端。图7是负载检测电路的实施例。由取样电路L1、R3、W1、R4、R2、D1、驱动Q、开关K、状态指示R5、LED组成。
在上述电路的基础上，还可通过对RF峰值检波来判传输设备的工作状态，由带通滤波器分别从信号的输入、输出分离某段信号，由二极管、电容组成的检波电路，检出突变的信号，经过A/D转换，由CPU把设定的数据与检测的结果进行比较、分析，来判断前级、本级设备的工作状态，把结论通过上行调制器回传给前端。图8是RF峰值检波电路的具体实施例。由检波电路D1、D2、C1、C2、带通滤波电路、A/D转换组成。
在上述电路的基础上，还可通过FSK检测载波来判传输设备的工作状态。由滤波电路检出FSK载波，通过对其中心频率、幅度的检测，由CPU把设定的正常工作数据与之比较、分析，来判断前级、本级、后级设备的工作状态，把结论通过上行调制器回传给前端。
以上各种检测方法，可根据实际情况结合使用，便于更有效管理传输链路。
管理器对传输链路状态的分析和数据管理是通过软件来实现的。管理器内保存着传输链路正常工作时的经验数据和状态判断规则，检测电路工作时，CPU就取得相关数据，并根据预定的规则与经验数据进行比较，当判断结果为异常时，就将结果通过FSK调制器上传给前端网络管理设备。
前端网络管理设备一直通过FSK调制解调器与网络传输链路中的管理器保持联系，当传输链路中的某一管理器失去联系时，也可判断其相关的传输设备或线路状态。例如，传输线路中，某设备或某段干线出现故障，则次设备或此段线路的前级设备状态管理器就自动把此信息回传到前端，以便高质量、高效率的修复线路。
本实用新型有线电视HFC网络传输链路状态检测与管理器的优点是采用计算机前端集中管理与网络传输单元独立检测相结合的方法，实现了对HFC传输网的全面管理。解决了有线电视传输信号的防盗难题；为传输链路安全和服务质量提供了有力的技术支持，极大的提高了有线电视HFC网络的管理水平和资源利用率。
以下结合附图对实施例作详细说明。
图1为前端网络管理设备与管理器检测框图；图2为管理器之间的检测框图；图3为前端网络管理设备与管理器检测原理框图；图4为管理器原理框图；图5为采用外供电方式时检测直流工作电压电路实施例1；图6为采用外供电方式时检测直流工作电压电路实施例2；图7为采用内供电方式时负载检测电路实施例；图8为检测RF峰值检波电路实施例；图中1-前端网络管理设备，2-RF前端，3-管理器，4-通用放大器，5-前端网络管理设备上的调制解调器，A1-管理器上的调制解调器，A2-CPU，A3-管理器上的链路状态检测电路，6-自动传感电路，7-检测负载电路，8-FSK载波检测电路，9-峰值检测电路，10-电压检测电路，L1、L2电感线圈。
管理器对传输链路状态的检测是通过对低频电压或RF信号的幅度检测来实现的。
当传输设备采用外供电方式时，可用前一级传输设备端产生的检测电压通过同轴电缆传至当前设备，检测当前设备及相连线路是否工作在正常状态。用前一级干放的检测负载电路与后一级自动传感电路结合判断，由前级在干线上向后级传送检测电压，后级自动传感电路在本级工作状态正常情况下引起检测电压变化，根据此条件来判断线路、后级工作状态，并把结论回传到前端。图5为外供电传输设备之间的检测原理电路具体实施例，由开关三级管Q、状态指示电路R1、LED，取样电路D1、R3、R2组成的自动传感电路、由状态检测电压+V、状态检测端TEST组成的状态检测电路组成，设备工作在正常状态时，取样电路得正常电流，在上一级+V的作用下，Q导通，+V被导入地，LED不亮，检测电压TEST为低电位，前端既判断此状态检测工作正常；当设备损坏引起电流减小，取样电路得小电流，电流不足以启动Q，Q截止，LED在上一级+V的作用下点亮，检测电压TEST为高电位；或者当损坏引起电流增大，取样电路中D1发生齐纳击穿，取样电流短路，Q截止，LED在上一级+V的作用下点亮，检测电压TEST为高电位，即判断工作不正常。此方法同时也实用判断干线上是否开路、是否有非法用户。
当传输设备采用外供电方式时，也可由前一级设备的管理器通过检测其直流工作电压来判断线路状态。由后级的检测电压产生电路向前级馈送检测电压，前级通过CPU设定的数据检测此电压，分析数据，判断线路、后级工作状态，并把结论回传到前端。图6为外供电传输设备之间的另一检测原理电路具体实施例，由状态检测电压产生状态检测端TEST、状态检测电压+V、开关管K、驱动Q、状态指示电路R4、LED、取样电路D、R3、R2与状态检测电路状态检测端TEST、组成。当前传输设备产生检测电压通过同轴电缆回传至前一级传输设备，由前级的来判断状态检测端TEST是否正常，R2、R3、D组成取样电路，光电耦合器Q为驱动，可控硅K作为开关，R1、IC提供工作电压，LED、R4组成状态指示电路，L1、L2为高频隔离，设备工作在正常状态时，其工作电流一定，取样电路得正常电流，Q输出正常驱动电压，K导通，IC产生稳定电压回传，LED亮状态检测端TEST是正常；当设备损坏引起电流减小，取样电路得小电流，无法推动Q工作，K截止，电压不能回传或回传很小，LED不亮或很暗，前端检测不到TEST电压；当设备损坏引起电流增大，取样电路中D发生齐纳击穿，取样电流短路，Q不工作，K截止，前端检测不到TEST电压，即判断设备工作不正常。此方法也可判断干线上是否短路、开路、是否有非法用户。
当传输设备采用内供电工作方式时，可通过检测芯线供电是否正常来判断相连设备及线路是否工作在正常状态。用负载检测电路，通过取样电阻对芯线供电电流的取样，由CPU设定的数据检测此电流，分析数据，判断线路、后级工作状态，并把结论回传到前端。图7为内供电传输设备之间的检测原理电路具体实施例，芯线供电存在三种状态正常电流(根据实际接负载的多少)、大于正常电流(短路)、小于正常电流(断路)，相对应的检测电压有三种状态5V、0V、2.5V。R3为取样电阻，所产生的电流与干线电流成正比，D2、C组成滤波电路，R1取得正常工作电压，R2、R4、D1、W1组成取样直流电路，Q为驱动，K为开关管，R5、LED组成二状态指示电路。根据实际接负载的多少，W1可调整为正常工作状态，在正常工作状态时，R4、R2两支路给Q提供正常驱动电流，相对应Q输出最大电流，K全导通，5V全输出，LED得到最大电流，亮绿色，检测电压TEST为5V；在小于正常电流时，取样电流变小，R4支路无电流流过，Q中的三极管输出小电流，K半导通，5V经过K产生压降，变为2.5V，LED得到基本工作电流，亮红色，检测电压TEST为2.5V；在大于正常电流时，取样电路中，电流升高，D1发生齐纳击穿，取样电流短路，Q不工作，K截止，5V不通过，LED不亮，检测电压TEST为0。CPU由设定好的数据来检测TEST，回传与前端。
在上述电路的基础上，还可通过对RF峰值检波来判断传输设备的工作状态。由带通滤波器分别从信号的输入、输出分离某段信号，由二极管、电容组成的检波电路，检出突变的信号，经过A/D转换，由CPU把设定的数据与检测的结果进行比较、分析，来判断前级、本级设备的工作状态，把结论通过上行调制器回传给前端。图8为传输设备之间的检测原理电路具体实施例，由检波电路D1、D2、C1、C2、带通滤波电路、A/D转换组成。带通滤波电路滤出某频段的信号，由检波电路D1、C1，D2、C2分别检出输入、输出的突变信号、经过A/D转换，由CPU用以设定好的数据与之比较，分析，得出结论，通过调制器返回前端。告之本级、前级的工作状态。
以上各种检测方法，可根据实际情况结合使用，便于更有效管理传输链路。
权利要求1.一种有线电视HFC网络传输链路管理器，外部与前端网络管理设备之间通过光纤或同轴电缆连接，各管理器之间通过同轴电缆连接，由FSK数据调制/解调器A1，CPU及外围接口电路A2以及链路状态取样检测电路A3组成，其特征是所说的链路状态取样检测电路A3的信号输入端与来自放大器(4)的输出端相连，输出端与CPU及外围接口电路A2相连。
2.按照权利要求1所述的有线电视HFC网络传输链路管理器，其特征是管理器对传输链路状态的检测是利用对两个传输设备之间由同轴电缆和相关设备形成的低频检测回路电压变化的检测或对RF信号幅度的检测来实现的。
3.按照权利要求1、2所述的有线电视HFC网络传输链路管理器，其特征是前述链路状态取样检测电路A3由自动传感电路(6)、检测负载电路(7)、FSK载波检测电路(8)、峰值检波电路(9)以及电压检测电路(10)组成。
4.按照权利要求3所述的有线电视HFC网络传输链路管理器，其特征是所述检测直流工作电压电路包括状态检测电压+V、状态检测端TEST、开关三级管Q、状态指示电路R1、LED，取样电路D1、R3、R2；或者由状态检测端TEST、状态检测电压+V、开关管K、驱动Q、状态指示电路R4、LED、取样电路D、R3、R2组成。
5.按照权利要求3所述的有线电视HFC网络传输链路管理器，其特征是负载检测电路由取样电路L1、R3、W1、R4、R2、D1、驱动Q、开关K、状态指示R5、LED组成。
6.按照权利要求3所述的有线电视HFC网络传输链路管理器，其特征是前述RF峰值检波电路二极管D1、D2，电容器C1、C2，带通滤波电路，A/D转换组成。
专利摘要有线电视HFC网络传输链路管理器,外部与前端网络管理设备相连,由FSK数据调制/解调器A1、CPU及外围接口电路A2以及链路状态取样检测电路A3组成,A3的信号输入端与放大器4的输出端相连,输出端与CPU及外围接口电路A2相连。链路状态是通过对干线低频电压或RF信号的幅度检测来实现的,本实用新型是实现有线电视网络电缆线路防盗告警功能,从根本上解决有线电视HFC网络诸多管理问题的关键装置。
文档编号H04L12/24GK2484698SQ0124983
公开日2002年4月3日 申请日期2001年6月15日 优先权日2001年6月15日
发明者张学斌 申请人:张学斌